نقطة غليان تبلغ 5900 درجة مئوية وصلابة تشبه الماس مع الكربون: التنغستن هو أثقل المعادن، ومع ذلك له وظائف بيولوجية - خاصة في الكائنات الحية الدقيقة المحبة للحرارة. قام فريق بقيادة تيتيانا ميلوجيفيتش من كلية الكيمياء بجامعة فيينا بالإبلاغ لأول مرة عن تفاعلات التنغستن الميكروبية النادرة في نطاق النانومتر. بناءً على هذه النتائج، لا يمكن دراسة الكيمياء الجيولوجية الحيوية للتنغستن فحسب، بل أيضًا إمكانية بقاء الكائنات الحية الدقيقة في ظروف الفضاء الخارجي. ظهرت النتائج مؤخرًا في مجلة Frontiers in Microbiology.

باعتباره معدنًا صلبًا ونادرًا، فإن التنغستن، بخصائصه الاستثنائية وأعلى نقطة انصهار بين جميع المعادن، يعد خيارًا غير مرجح جدًا للنظام البيولوجي. فقط عدد قليل من الكائنات الحية الدقيقة، مثل العتائق المحبة للحرارة أو الكائنات الحية الدقيقة الخالية من نواة الخلية، تكيفت مع الظروف القاسية لبيئة التنغستن ووجدت طريقة لاستيعاب التنغستن. سلطت دراستان حديثتان أجرتهما عالمة الكيمياء الحيوية وعالمة الأحياء الفلكية تيتيانا ميلوجيفيتش من قسم الكيمياء الفيزيائية الحيوية بكلية الكيمياء بجامعة فيينا الضوء على الدور المحتمل للكائنات الحية الدقيقة في بيئة غنية بالتنغستن ووصفتا واجهة التنغستن الميكروبية النانوية القصوى الكائنات الحية الدقيقة المحبة للحرارة والحمض Metallosphaera sedula المزروعة بمركبات التنغستن (الأشكال 1 و 2). وهذه الكائنات الحية الدقيقة أيضًا هي التي سيتم اختبار قدرتها على البقاء أثناء السفر بين النجوم في الدراسات المستقبلية في بيئة الفضاء الخارجي. ويمكن أن يكون التنغستن عاملا أساسيا في هذا.

من بولي أوكسوميتالات التنغستن كأطر غير عضوية مستدامة للحياة إلى المعالجة الحيوية الميكروبية لخامات التنغستن

على غرار الخلايا المعدنية لكبريتيد الحديدوز، تعتبر بولي أوكسوميتالات الاصطناعية (POMs) بمثابة خلايا غير عضوية في تسهيل العمليات الكيميائية قبل الحياة وعرض خصائص "تشبه الحياة". ومع ذلك، فإن أهمية POMs لعمليات الحفاظ على الحياة (على سبيل المثال، التنفس الميكروبي) لم يتم تناولها بعد. يقول ميلوجيفيتش: "باستخدام مثال Metallosphaera sedula، الذي ينمو في الحمض الساخن ويتنفس من خلال أكسدة المعادن، قمنا بالتحقق مما إذا كانت الأنظمة غير العضوية المعقدة القائمة على مجموعات POM التنغستن يمكن أن تحافظ على نمو M. sedula وتولد التكاثر والانقسام الخلوي".

تمكن العلماء من إظهار أن استخدام مجموعات POM غير العضوية القائمة على التنغستن يمكّن من دمج أنواع الأكسدة والاختزال غير المتجانسة في الخلايا الميكروبية. تم إذابة الرواسب المعدنية العضوية عند السطح البيني بين M. sedula وW-POM وصولاً إلى نطاق النانومتر أثناء التعاون المثمر مع المركز النمساوي للفحص المجهري الإلكتروني والتحليل النانوي (FELMI-ZFE، Graz)." وقال ميلوجيفيتش: "تضيف النتائج التي توصلنا إليها M. sedula المغطاة بالتنغستن إلى السجلات المتنامية للأنواع الميكروبية ذات المعادن الحيوية، والتي نادرًا ما يتم تمثيل العتائق فيها". التحول الأحيائي للسكليت المعدني التنغستن الذي يؤديه المتطرف ثيرمواسيدوفيلي M. sedula يؤدي إلى كسر هيكل السكليت، والذوبان اللاحق للتنغستن، وتمعدن التنغستن لسطح الخلية الميكروبية (الشكل 3). تمثل الهياكل النانوية الشبيهة بكربيد التنجستن الحيوية الموصوفة في الدراسة مادة نانوية مستدامة محتملة تم الحصول عليها من خلال التصميم المدعوم بالميكروبات الصديق للبيئة.